指纹识别组件唤醒电路、指纹识别芯片及电子设备

技术领域

本公开涉及触控技术领域，尤其涉及一种指纹识别组件唤醒电路、指纹识别芯片及电子设备。

背景技术

目前越来越多的电子设备配置有指纹识别的功能，以进行身份验证。相关技术的指纹识别芯片在被唤醒进行指纹采集时，通常采用扫描感测电路的方式进行，在扫描过程中，会利用模数转换器ADC进行模数转换，然而，ADC需要高频时钟进行驱动，这导致了较高的功耗，造成了电池能量的浪费，降低了电子设备的续航时间。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种指纹识别组件唤醒电路，所述电路包括：

选择模块，包括多个选择单元，各个选择单元用于将触控面板中的多个感测电容并联，得到与各个选择单元对应的感测单元；

唤醒模块，连接于所述选择模块，用于接收各个所述感测单元响应于触摸操作产生的感测信号，根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件以进行指纹采集。

在一种可能的实施方式中，所述选择单元包括多个选择开关，各个选择开关的第一端连接于多个感测电容，各个选择开关的第二端相互连接。

在一种可能的实施方式中，所述唤醒模块包括：

第一控制单元，连接于各个选择单元的输出端，用于根据各个感测信号产生判断信号；

第二控制单元，连接于所述第一控制单元，用于在所述判断信号有效的情况下，输出唤醒信号，以唤醒所述指纹识别组件进行指纹采集。

在一种可能的实施方式中，所述第一控制单元包括多个电压转换单元、多个比较单元及判断单元，其中，

各个电压转换单元用于接收对应的感测单元的感测信号，并对所述感测信号进行电压转换，得到转换电压；

各个比较单元用于将所述转换电压与参考电压进行比较，得到比较结果；

所述判断单元连接于各个比较单元的输出端，用于在任意一个比较单元输出的比较结果为所述转换电压高于所述参考电压的情况下，输出有效的所述判断信号。

在一种可能的实施方式中，所述判断单元包括或逻辑运算单元。

在一种可能的实施方式中，所述第二控制单元还连接于所述选择模块，用于输出开关控制信号以从触控面板的电容阵列选择各个感测单元的感测电容，并将选择的多个感测电容并联连接，

其中，各个感测单元的感测电容的数目相同或不同。

在一种可能的实施方式中，，所述第二控制单元用于根据用户历史触摸数据确定各个感测单元包括的感测电容，并生成对应的开关控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述触控面板包括电容式指纹识别面板，所述电容式指纹识别面板可以包括感测电容阵列，感测电容阵列包括N×M个感测电容，N、M均为正整数。

根据本公开的一方面，提供了一种指纹识别芯片，所述芯片包括所述的指纹识别组件唤醒电路。

根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述的指纹识别芯片。

在一种可能的实施方式中，所述电子设备包括显示器、智能手机或便携设备。

本公开实施例通过选择单元将触控面板中的多个感测电容并联，得到与各个选择单元对应的感测单元，并通过唤醒模块接收各个所述感测单元响应于触摸操作产生的感测信号，根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件以对触摸面板进行指纹采集，无需使用模数转换器即可实现根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件，具有功耗低的特点，并且，直接复用触控面板的感测电容实现唤醒功能具有成本低的特点，并且，本公开实施例可以利用选择模块适应性地选择各个感测单元对应的感测电容，具有较高的灵活性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。

图1示出了根据本公开一实施例的指纹识别组件唤醒电路。

图2示出了根据本公开一实施例的感测单元示意图。

图3示出了根据本公开一实施例的感测单元示意图。

图4示出了根据本公开一实施例的感测单元配置的示意图。

图5示出了根据本公开一实施例的指纹识别组件唤醒电路的示意图。

图6示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

图7示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施例的指纹识别组件唤醒电路。

如图1所示，所述电路包括：

选择模块10，包括多个选择单元(未示出)，各个选择单元用于将触控面板2中的多个感测电容21并联，得到与各个选择单元对应的感测单元；

唤醒模块20，连接于所述选择模块10，用于接收各个所述感测单元响应于触摸操作产生的感测信号，根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件3以进行指纹采集。

本公开实施例通过选择单元将触控面板中的多个感测电容并联，得到与各个选择单元对应的感测单元，并通过唤醒模块接收各个所述感测单元响应于触摸操作产生的感测信号，根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件以对触摸面板进行指纹采集，无需使用模数转换器即可实现根据各个感测单元的感测信号唤醒指纹识别组件，具有功耗低的特点，并且，直接复用触控面板的感测电容实现唤醒功能具有成本低的特点，并且，本公开实施例可以利用选择模块适应性地选择各个感测单元对应的感测电容，具有较高的灵活性。

在一种可能的实施方式中，所述触控面板可以包括电容式指纹识别面板，所述触控面板可以包括感测电容阵列，感测电容阵列包括N×M个感测电容，N、M均为正整数，在一个示例中，当用户触摸感测电容时，相应的感测电容的电压会发生变化。

在一种可能的实现方式中，所述触控面板可以进一步包括显示面板，通过将电容式指纹识别面板与显示面板拼接组成触控面板设置在电子设备上，容式指纹识别面板可以与显示面板共用时钟线等资源，以实现资源复用，当然，在一些实施例中，容式指纹识别面板可以单独设置在电子设备上。

在一个示例中，所述显示面板可以包括LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示面板、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示面板、MiniLED(Mini LightEmitting Diode，迷你发光二极管)显示面板、MicroLED(Micro Light Emitting Diode，微发光二极管)显示面板、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)显示面板等的任意一种或多种。

本公开实施例对每个感测单元中感测电容的数目不做限定，本领域技术人员可以根据需要设置，在一个示例中，本公开实施例可以通过选择模块对每个感测单元中的感测电容的数目、具体包括的感测电容进行实时配置，以适应不同的环境及不同的需求。

在一种可能的实施方式中，所述选择单元包括多个选择开关，各个选择开关的第一端连接于多个感测电容21，各个选择开关的第二端相互连接。

在一个示例中，选择开关可以是基于金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或其他晶体管得到的选择开关。

请参阅图2，图2示出了根据本公开一实施例的感测单元示意图。

在一个示例中，如图2所示，本公开实施例可以利用选择模块选择4个感测电容(C(1)～C(4))分别得到4个感测单元，即每个感测单元包括1个感测电容。

请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施例的感测单元示意图。

在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以利用选择模块选择16个感测电容{C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)}及{C(9)、C(10)、C(11)、C(12)、C(13)、C(14)、C(15)、C(16)}分别得到2个感测单元，即每个感测单元包括8个感测电容。示例性的，如图3所示，两个感测单元的感应电容为同一列，各个感测单元的感应电容被选择模块选择后进行并联，例如，感测电容{C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)}组成的感测单元中，若用户触摸感测电容{C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)}所在区域，则该感测单元得到感测电容{C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)、C(7)、C(8)}的并联输出的感测信号，这样，可以提高信号量，提高检测精度。

本公开实施例对每个感测单元的感测电容的数目不做限定，各个感测单元的感测电容的数目可以是一个，也可以是多个，并且，各个感测单元的多个感测电容的所在的位置可以是任意的，对此，本公开实施例不做限定。

请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施例的感测单元配置的示意图。

在一个示例中，如图4所示，开关模块40可以根据输入的开关控制信号选择对应的感测开关，以组成对应的感测单元，示例性的，开关控制信号可以包括第一开关控制信号S1、第二开关控制信号S2，通过第一开关控制信号S1、第二开关控制信号S2共同确定对应感测单元中的感测电容，示例性的，当第一开关控制信号S1、第二开关控制信号S2均为有效状态时，对应的感测电容被选中。

在一种可能的实施方式中，本公开实施例可以基于用户习惯触摸的区域选择对应区域的感测电容组成感测单元，例如，可以根据收集的历史触摸数据确定用户的触摸习惯区域，并利用第二控制单元生成对应的开关控制信号以选择对应区域的感测电容进行并联连接，这样可以提高唤醒成功率，并且可以实现个性化配置，可以提升用户体验。

在一个示例中，对于不同的设备、不同的用户来说，他们具有不同的触摸习惯，在用户使用电子设备的过程中，本公开实施例可以将用户的习惯触摸的区域信息存储在存储模块中，基于大量的数据积累，本公开实施例可以得到准确的数据，以提高判断成功率。

在一个示例中，存储模块可以包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、可编程只读存储器(PROM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

请参阅图5，图5示出了根据本公开一实施例的指纹识别组件唤醒电路的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图5所示，所述唤醒模块20可以包括：

第一控制单元210，连接于各个选择单元(未示出)的输出端，用于根据各个感测信号产生判断信号EN0；

第二控制单元220，连接于所述第一控制单元210，用于在所述判断信号EN0有效的情况下，输出唤醒信号EN1，以唤醒所述指纹识别组件3进行指纹采集。

本公开实施例通过唤醒模块根据各个感测信号产生判断信号，在所述判断信号EN0有效的情况下，输出唤醒信号，以唤醒所述指纹识别组件进行指纹采集，可以降低功耗。

在一种可能的实施方式中，如图5所示，所述第一控制单元210可以包括多个电压转换单元2110、多个比较单元2120及判断单元2130，其中，

各个电压转换单元2110用于接收对应的感测单元的感测信号，并对所述感测信号进行电压转换，得到转换电压；

各个比较单元2120用于将所述转换电压与参考电压Vref进行比较，得到比较结果；

所述判断单元2130连接于各个比较单元2120的输出端，用于在任意一个比较单元2120输出的比较结果为所述转换电压高于所述参考电压Vref的情况下，输出有效的所述判断信号EN0。

在一个示例中，一个转换单元、一个比较单元与一个感测单元对应，感测单元中各个感测电容并联后输出的感测信号被电压转换单元转换，得到转换电压，比较单元对转换电压及预设的参考电压进行比较得到比较结果，若转换电压高于参考电压，判断单元输出有效的判断信号EN0，以使得第二控制单元220输出唤醒信号唤醒指纹识别组件。

本公开实施例对参考电压的具体大小不做限定，参考电压可以根据经验得到，当转换电压高于参考电压，可以认为用户手指触摸触控面板，需要用到指纹识别功能，因此，本公开实施例产生唤醒信号唤醒指纹识别组件。

在一个示例中，电压转换单元2110可以包括电压转换器，可以将感测单元的感应电荷转换为电压，对于电压转换单元2110的具体实现方式，本公开实施例不做限定。

在一个示例中，比较单元2120可以包括比较器。

在一种可能的实施方式中，所述判断单元2130包括或逻辑运算单元(or)。

在一种可能的实施方式中，所述第二控制单元220还连接于所述选择模块10，用于输出开关控制信号S(包括第一开关控制信号S1、第二开关控制信号S2)以从触控面板2的电容阵列选择各个感测单元的感测电容21，并将选择的多个感测电容21并联连接，

其中，各个感测单元的感测电容21的数目相同或不同。

在一种可能的实施方式中，第二控制单元220可以包括处理组件，处理组件包括但不限于单独的处理器，或者分立元器件，或者处理器与分立元器件的组合。所述处理器可以包括电子设备中具有执行指令功能的控制器，所述处理器可以按任何适当的方式实现，例如，被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。在所述处理器内部，可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行所述可执行指令。

第二控制单元220可以参考相关技术产生唤醒信号，对此，本公开实施例不做限定。

本公开实施例的指纹识别组件唤醒电路可以应用在电子设备中，其中，电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。

图6示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。

参照图6，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合装置(CCD)图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如无线网络(WiFi)，第二代移动通信技术(2G)或第三代移动通信技术(3G)，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。

图7示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图7，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。

电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统(Windows Server

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。